轉(zhuǎn)差率檢測(cè)與投勵(lì)轉(zhuǎn)差率檢測(cè)電路如所示，它是系統(tǒng)的關(guān)鍵電路。同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行異步啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈的感應(yīng)電壓頻率隨轉(zhuǎn)速上升而下降。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速接近亞同步轉(zhuǎn)速時(shí)，感應(yīng)電壓頻率則對(duì)應(yīng)有215Hz，此刻半個(gè)波頭時(shí)間為200ms，設(shè)定這一時(shí)刻為投勵(lì)時(shí)刻，把QZ1，QZ2端口接入轉(zhuǎn)子，經(jīng)電阻分壓后送運(yùn)放LM224/a放大整形，便得到Va矩形波，經(jīng)光電管GD送入單片機(jī)P316端口，另一路Vb與單片機(jī)ALE端口輸出頻率信號(hào)經(jīng)74LS56十分頻后在74LS08與門電路相與，然后送單片機(jī)的T1定時(shí)計(jì)數(shù)器端口P315.

　　由波形可以看出，單片機(jī)是靠對(duì)一個(gè)方波內(nèi)的脈沖內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量方波時(shí)間的，從而達(dá)到檢測(cè)轉(zhuǎn)差率。本系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩頻率fos為6MHz，ALE輸出頻率為1MHz，經(jīng)十分頻后變?yōu)?11MHz，因此每個(gè)脈沖周期為10Ls，那么測(cè)量200ms就需要定時(shí)計(jì)數(shù)器T1計(jì)滿20000個(gè)脈沖即可。當(dāng)T1計(jì)數(shù)計(jì)滿后，單片機(jī)便準(zhǔn)確順極性投勵(lì)，進(jìn)入控制整流工作狀態(tài)，即完成了轉(zhuǎn)差率的檢測(cè)和投勵(lì)任務(wù)。

　　上述只是基本原理，本系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，為了讓操作人員更好地了解和監(jiān)視同步電動(dòng)機(jī)的異步啟動(dòng)過(guò)程。啟動(dòng)時(shí)，將啟動(dòng)過(guò)程分十段來(lái)檢測(cè)，因感應(yīng)電壓波形是均勻變化的，必然遵循從快到慢變化規(guī)律，中間過(guò)程必然存有半個(gè)波頭對(duì)應(yīng)為20ms、40ms、60ms等時(shí)刻。以20ms為T1初始量，再以20ms為增量，連續(xù)不斷地對(duì)感應(yīng)電壓頻率進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)某一負(fù)半波超過(guò)了20ms，計(jì)算機(jī)便自動(dòng)將定時(shí)器T1初始量增加20ms，然后再繼續(xù)檢測(cè)，如果到了40ms，計(jì)算機(jī)又進(jìn)行累加初始量。其檢測(cè)過(guò)程用倒計(jì)數(shù)閃爍裝置進(jìn)行顯示，當(dāng)計(jì)算機(jī)檢測(cè)到半個(gè)周波時(shí)間為20ms時(shí)，計(jì)數(shù)裝置數(shù)碼開始記/90，40ms時(shí)，數(shù)碼管記/80，中間每增加20ms，數(shù)碼減/10，直到200ms時(shí)，數(shù)碼管顯示/90.此刻計(jì)算機(jī)進(jìn)入整流控制程序，輸出脈沖，系統(tǒng)投入勵(lì)磁，即完成了轉(zhuǎn)差效率檢測(cè)和投勵(lì)任務(wù)。

　　觸發(fā)脈沖形成同步信號(hào)Ta勵(lì)磁電壓給定信號(hào)Uk，電網(wǎng)電壓反饋信號(hào)Ta、Tb、Tc三者通過(guò)集成運(yùn)算放大器綜合處理后，作為計(jì)算機(jī)外部中斷請(qǐng)求INTO的輸入信號(hào)。當(dāng)INTO從/10變/00時(shí)，計(jì)算機(jī)接收中斷，立即發(fā)出**組脈沖去觸發(fā)1，6可控硅，以后每周隔60b發(fā)出一組脈沖，觸發(fā)相應(yīng)的可控硅，直至一個(gè)周期六組脈沖發(fā)完，就等待下一次中斷。改變Uk的大小就改變了中斷請(qǐng)求的時(shí)刻，達(dá)到控制A角的目的。

　　系統(tǒng)軟件本系統(tǒng)控制軟件主要由三部分組成，即主程序、外部中斷服務(wù)程序及內(nèi)部中斷服務(wù)程序。外部中斷是由同步信號(hào)Ta，給定信號(hào)Uk及電網(wǎng)電壓反饋信號(hào)Ta、Tb、Tc三者綜合引起的，內(nèi)部中斷是由定時(shí)器溢出引起的。

　　主程序啟動(dòng)后，即進(jìn)行系統(tǒng)初始化，完成片內(nèi)功能寄存器的設(shè)置和必要的參數(shù)傳送，然后進(jìn)入系統(tǒng)的自診斷。如系統(tǒng)一切正常后便開始判別系統(tǒng)有無(wú)開車指令，當(dāng)有開車信號(hào)時(shí)，主程序完成轉(zhuǎn)差率檢測(cè)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率為215Hz時(shí)，主程序便立即進(jìn)入整流控制狀態(tài)，并相應(yīng)打開內(nèi)外中斷，同時(shí)送顯示及系統(tǒng)故障判斷，主程序在整流控制狀態(tài)下，是根據(jù)內(nèi)外中斷請(qǐng)求信號(hào)的先后，向外輸出觸發(fā)脈沖，并按一定的規(guī)律和順序工作的。系統(tǒng)主程序框如所示。

　　系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)鎖及保護(hù)該數(shù)控勵(lì)磁系統(tǒng)采用了一臺(tái)87C51單片機(jī)作為輔控計(jì)算機(jī)，構(gòu)成獨(dú)立的綜合保護(hù)電路，用來(lái)檢測(cè)同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行情況。一旦檢測(cè)到故障，就立即通知主控計(jì)算機(jī)，發(fā)出停車指令，并記載故障狀態(tài)，以便用戶查詢處理。

　　運(yùn)行情況及效果該直流數(shù)控勵(lì)磁裝置自1999年上半年在硅鋼制H2站投運(yùn)以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，投勵(lì)準(zhǔn)確，保護(hù)完善，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，有關(guān)部門一致認(rèn)為該裝置是同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁裝置的理想換代產(chǎn)品。因此，硅鋼廠計(jì)劃另外三臺(tái)煤壓機(jī)同步電動(dòng)機(jī)的模擬控制勵(lì)磁裝置將陸續(xù)由該直流數(shù)控勵(lì)磁裝置取代，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的準(zhǔn)確性和可靠性。